热力学第一定律_章节学习

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题型：简答题

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简答题

一定质量的某种实际气体（分子间表现出引力）从外界吸收了4.2×105J的热量．同时气体对外做了6×105J的功，问：

（1）物体的内能变化了多少？

（2）分子势能和分子动能分别如何变化？

正确答案

解：（1）气体从外界吸热：Q=4.2×105J

气体对外做功：W=-6×105J

由热力学第一定律：△U=W+Q=-1.8×105J

△U为负，说明气体的内能减少了1.8×105J

（2）由于气体对外做功，体积膨胀，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增加，因为内能减小，所以分子动能减少，且动能的减少量等于势能的增加量．

答：（1）物体的内能减少了1.8×105J

（2）分子的动能一定减少，势能增加，且动能的减少量等于势能的增加量．

解析

解：（1）气体从外界吸热：Q=4.2×105J

气体对外做功：W=-6×105J

由热力学第一定律：△U=W+Q=-1.8×105J

△U为负，说明气体的内能减少了1.8×105J

（2）由于气体对外做功，体积膨胀，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增加，因为内能减小，所以分子动能减少，且动能的减少量等于势能的增加量．

答：（1）物体的内能减少了1.8×105J

（2）分子的动能一定减少，势能增加，且动能的减少量等于势能的增加量．

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题型：简答题

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简答题

多油的菜汤为什么不容易冷？

正确答案

解：因为油飘浮在汤的最上层，油层覆盖在汤面，形成一层保温层，减缓了温度的散发，阻碍了水的蒸发，所以多油的菜汤不易冷却．

答：因为油飘浮在汤的最上层，油层覆盖在汤面，形成一层保温层，减缓了温度的散发，阻碍了水的蒸发，所以多油的菜汤不易冷却．

解析

解：因为油飘浮在汤的最上层，油层覆盖在汤面，形成一层保温层，减缓了温度的散发，阻碍了水的蒸发，所以多油的菜汤不易冷却．

答：因为油飘浮在汤的最上层，油层覆盖在汤面，形成一层保温层，减缓了温度的散发，阻碍了水的蒸发，所以多油的菜汤不易冷却．

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题型：简答题

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简答题

给旱区人民送水的消防车停在水平地面上，在缓慢放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间作用力，则胎内______热量（填“吸收”或“放出”），单位时间内单位面积的车胎内壁受到气体分子平均撞击次数______（填“增加”、“减少”或“不变”）．

正确答案

解：慢慢放水，轮胎对外做功，由于温度不变，又不计分子势能，所以必须吸收热量．随着气体体积变大，而温度不变，因此单位时间内单位面积的车胎内壁受到气体分子平均撞击次数减少．

故答案：吸收减少

解析

解：慢慢放水，轮胎对外做功，由于温度不变，又不计分子势能，所以必须吸收热量．随着气体体积变大，而温度不变，因此单位时间内单位面积的车胎内壁受到气体分子平均撞击次数减少．

故答案：吸收减少

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题型：简答题

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简答题

（2016•马鞍山一模）如图所示，竖直放置U形玻璃管与容积为V0=15cm3的金属球形容器连通，玻璃管左侧横截面积为右侧横截面积的4倍．右侧玻璃管和球形容器中用水银柱封闭一定质量的理想气体．开始时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=15cm，右侧玻璃管内水银柱上方空气柱长h0=9cm．现缓慢向左管中加入水银，使两边水银柱达到同一高度，玻璃管和金属球导热良好．（已知大气压P0=75cmHg，U形玻璃管的右侧横截面积为S=1cm2）．求：

①此过程中被封气体内能如何变化？吸热还是放热？

②需要加入的水银体积．

正确答案

解：①气体温度不变，则内能不变；向左管中加入水银时，外界对气体做功，根据热力学第一定律△U=Q+W可知，封闭气体要放热．

②初态：p1=p0-ph=（75-15）cmHg=60cmHg，V1=V0+h0S=（15+9×1）cm3=24 cm3

末态：p2=75cmHg，

温度不变，根据玻意耳定律：p1V1=p2V2，

解得：V2==19.2cm3．

右侧水银柱上升的高度△h1==4.8cm

左侧水银柱上升的高度△h2=h1+△h1=19.8cm

所以需要加入的水银体积为 V=S△h1+4S△h2=84cm3．

答：

①此过程中被封气体内能不变，是放热．

②需要加入的水银体积为84cm3．

解析

解：①气体温度不变，则内能不变；向左管中加入水银时，外界对气体做功，根据热力学第一定律△U=Q+W可知，封闭气体要放热．

②初态：p1=p0-ph=（75-15）cmHg=60cmHg，V1=V0+h0S=（15+9×1）cm3=24 cm3

末态：p2=75cmHg，

温度不变，根据玻意耳定律：p1V1=p2V2，

解得：V2==19.2cm3．

右侧水银柱上升的高度△h1==4.8cm

左侧水银柱上升的高度△h2=h1+△h1=19.8cm

所以需要加入的水银体积为 V=S△h1+4S△h2=84cm3．

答：

①此过程中被封气体内能不变，是放热．

②需要加入的水银体积为84cm3．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气（可视为理想气体），通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．

（1）若进水前细管内空气的体积为V0，压强为P0，当洗衣缸内水位缓慢升高（假设细管内空气温度不变），被封闭空气的压强变为αP0时（α＞1），计算细管内的进水量并从微观角度解释被封闭空气压强变化的原因．

（2）在上述封闭空气体积变化的过程中，外界对空气做了0.6J的功，则空气______ （选填“吸收”或“放出”）了______ J的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能______ （选填“增加”或“减小”）．

正确答案

解：（1）设细管的进水量为V，则由玻意耳定律得：

P0V0=αP0（V0-V）

解得V=V0

气体的温度保持不变，则分子的平均动能不变，体积减小，则气体分子的密集程度增大，所以气体的压强增大．

（2）由公式U=Q+W知，温度不变则U=0，W=0.6J，Q=-0.6J，负号说明空气放出了0.6J的热量；缸内水位迅速降低时，则空气的体积膨胀，W＜0，瞬间Q=0，所以U＜0，即气体内能减小．

故答案为：（1）气体的温度保持不变，则分子的平均动能不变，体积减小，则气体分子的密集程度增大，所以气体的压强增大．

（2）放出 0.6 减小

解析

解：（1）设细管的进水量为V，则由玻意耳定律得：

P0V0=αP0（V0-V）

解得V=V0

气体的温度保持不变，则分子的平均动能不变，体积减小，则气体分子的密集程度增大，所以气体的压强增大．

（2）由公式U=Q+W知，温度不变则U=0，W=0.6J，Q=-0.6J，负号说明空气放出了0.6J的热量；缸内水位迅速降低时，则空气的体积膨胀，W＜0，瞬间Q=0，所以U＜0，即气体内能减小．

故答案为：（1）气体的温度保持不变，则分子的平均动能不变，体积减小，则气体分子的密集程度增大，所以气体的压强增大．

（2）放出 0.6 减小

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正确答案

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正确答案

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正确答案

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正确答案

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